第12课 物联网数据的汇集与使用 教学设计2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

第12课 《物联网数据的汇集与使用》教学设计 【课标内容要求】 通过对身边真实应用场景中物联网的分析，认识物联网实现万物互联的基本原理。自觉遵守物联网实验的操作规程，会使用实验设备搭建物联系统原型，并能通过实验平台读取、发送、接收、汇集和使用数据。 【教学内容分析】 本课内容属于新课标中第四学段（7～9年级）第二模块“物联网实践与探索”。教学内容主要包括通过物联网感知、获取和采集的各类数据，经过网络层将数据汇集于平台层的服务器中，并对数据进行汇集处理和使用的实现过程。本课的学习是一个承上启下的作用，既是对上一课《物联网数据的获取》的进一步提升和应用，又为下一课《物联网控制与反馈》的学习提供前期知识准备。 【教学目标】 1. 通过物联系统原型的数据汇集过程，了解物联网的数据汇集和呈现方式。 2. 了解服务器处理数据的批处理或流处理方式。 3. 在物联子系统原型数据的处理和应用过程中，体会物联网处理数据并做出反馈的过程。 重点：让学生理解数据汇集处理的批处理和流处理，以及数据为何需要进行处理之后再使用。这些内容相对来讲比较抽象， 尤其是数据“清洗和过滤”、“噪声、异常值”等概念对于学生来说也比较陌生，需要结合具体的实例和真实的数据来进行讲解。 难点：动手操作，体验“自动浇灌”物联子系统原型的数据反馈，并进一步理解物联网数据的使用。从理论到实践，再从实践到理论，既需要学生有较强的动手实践能力，又需要学生能从具体实例抽象到一般规律。 【核心素养指向】 1.信息意识：认识到物联网对社会发展的影响，善于使用信息科技解决学习和生活中的问题。 2.计算思维：合理运用信息科技获取、发送、传输、接收物联网中的数据。 3.信息社会责任：具有良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展信息活动，负责任地共享信息和资源，并尊重他人的知识产权。 【学情分析】 从知识结构来看，此时的学生已经基本掌握了《物联网数据的获取》等内容，他们能更好地理解物联网中的物联系统，利用感知层获取和采集各类数据，经过网络层将数据汇集于平台的服务器中，以备进一步的处理和应用。但他们对于物联网数据的汇集处理和使用还是模糊不清的。所以让学生体验“校园农场”中各个物联系统原型中的各类数据的反馈场景，并记录关键性数据，可以让他们获得真正的数据体验，并为下一节课《物联网控制与反馈》做准备。 【设计构想】 1． 整体设想 2.教法学法 （1）讲授法：教师讲解物联网数据清洗、过滤、噪声、异常值等基本概念。 （2）讨论法：讨论两种数据汇集和处理的特点及优势以及同学之间作品的点评、交流和讨论。 （3）练习法：尝试绘制“自动浇灌”物联子系统原型实现过程的流程图；体验“校园农场”中其他物联系统原型中的各类数据的反馈场景，并记录关键性数据，尝试设置“阈值”。 3．情境与任务 情景：“校园农场”“自动浇灌”物联子系统原型 任务：通过应用层平台软件，浏览、查阅获取的“自动浇灌”物联子系统原型中土壤湿度数据；绘制“自动浇灌”物联子系统原型实现过程的流程图；体验“校园农场”中其他物联系统原型中的各类数据的反馈场景，并记录关键性数据，尝试设置“阈值”。 4．学生活动 （1）通过应用层平台软件，浏览、查阅获取的“自动浇灌”物联子系统原型中土壤湿度数据。 （2）讨论批处理和流处理两种数据汇集和处理的特点及优势。 （3）尝试绘制“自动浇灌”物联子系统原型实现过程的流程图。 （4）体验“校园农场”中其他物联系统原型中的各类数据的反馈场景，并记录关键性数据，尝试设置“阈值”。 （5）同学之间作品的点评、交流和讨论。 5．核心素养的落实 （1）以上一节课实验的真实数据来引入本节新课，并以实验中的真实数据做展示和说明数据的处理和使用，让学生感受到我们正身处在物理空间与数字空间并存的数字化社会，从而培养认识到物联网对社会发展的影响的信息意识； （2）通过绘制“自动浇灌”物联子系统原型实现过程的流程图，以及体验“校园农场”中其他物联系统原型中的各类数据的反馈场景，并记录关键性数据，尝试设置“阈值”来培养分析问题、建立模型、解决问题的计算思维； （3）通过小组合作完成任务来培养良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展信息活动的信息社会责任。 6.评价设计 （1）过程性评价 记录“自动浇灌”物联子系统原型中不同植物“自动浇灌”的时间与次数，填写下表，并和同学分享与交流。 日期 植物1名称： 浇灌阈值： 植物2名称： 浇灌阈值： 自动浇灌时间记录 备注 自动浇灌时间记录 备注 （2）终结性评价 序号 评价项目 A B C 自我评价 组内评价 1 应用网络平台软件浏览、查阅“自动浇灌”物联子系统原型的数据 掌握操作，且能呈现和分享数据 掌握操作 操作未掌握